一種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置，該測量裝置包括高精度電源、第一導線、第二導線、驅動器、位移傳感器、傳感器支架、安裝螺母、螺釘、計算機、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)采集卡、第三導線、第四導線、信號放大器、第五導線、第六導線、穩(wěn)壓電源、第七導線、第八導線、第九導線、第十導線、底板、水箱、水泵、出水管、進水管、底座、第十一導線、第十二導線、溫度顯示儀、第十三導線和第十四導線。本實用新型提供的測量裝置，能夠精確測得超磁致伸縮棒材在恒定溫度、不同偏置磁場、不同預緊力作用下的磁滯回線，滿足不同工況下的使用要求，為高性能的超磁致伸縮材料器件的開發(fā)提供了保障。
【專利說明】
一種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置
技術領域
[0001]本實用新型公開了一種測量磁滯回線的裝置，具體的說是一種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置。
【背景技術】
[0002]超磁致伸縮材料具有磁致伸縮系數(shù)大、響應速度快、磁-機耦合系統(tǒng)高等優(yōu)異性能，針對其功能器件的開發(fā)已成為國內(nèi)外功能材料研究的熱點之一，在航空航天、國防軍工、電子工業(yè)、精密驅動、超聲檢測勘探、海洋科學、減振防振、醫(yī)療器械等領域均具有非常好的應用前景。
[0003]目前，超磁致伸縮材料的形狀主要以棒材型、薄膜型為主，其中又以棒材型為研究對象進行開發(fā)器件的居多。超磁致伸縮材料屬于鐵磁性功能材料，具有磁滯非線性特性，而針對磁滯非線性特性，學者們提出了各種補償控制算法，為超磁致伸縮材料器件的開發(fā)提供了重要技術保障，然而使用各種補償控制算法的前提條件是必須獲得該材料的磁滯回線，而且獲得的磁滯回線越精確，設計開發(fā)器件的性能越高。
[0004]通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，目前針對超磁致伸縮棒材磁滯回線的測量裝置尚未有相關報至IJ，有一項關于鐵磁材料磁滯回線的測量裝置及其應用方法的專利，專利號為:201210211755.7，其主要是針對人造永久磁鐵、電機、變壓器等方面磁滯回線的測量。本實用新型提供的測量裝置，能夠精確測得超磁致伸縮棒材在恒定溫度、不同偏置磁場、不同預緊力作用下的磁滯回線，滿足不同工況下的使用要求，為高性能的超磁致伸縮材料器件的開發(fā)提供了保障。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置，解決目前針對超磁致伸縮棒材的磁滯回線測量不能滿足實際工況的難題。
[0006]本實用新型為實現(xiàn)上述目的采用如下技術方案:
[0007]—種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置，包括高精度電源、第一導線、第二導線、驅動器、位移傳感器、傳感器支架、安裝螺母、螺釘、計算機、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)采集卡、第三導線、第四導線、信號放大器、第五導線、第六導線、穩(wěn)壓電源、第七導線、第八導線、第九導線、第十導線、底板、水箱、水栗、出水管、進水管、底座、第i^一導線、第十二導線、溫度顯示儀、第十三導線和第十四導線；
[0008]所述的高精度電源通過第一導線、第二導線、第十三導線、第十四導線與驅動器相連，負責為驅動器內(nèi)電磁線圈提供電流信號；
[0009]所述的第一導線和第二導線與高精度電源通道一相連;第十三導線和第十四導線與高精度電源通道二相連；
[0010]所述的驅動器固定在底座中；
[0011]所述的底座固定在底板上；
[0012]所述的位移傳感器通過安裝螺母固定在傳感器支架上；
[0013]所述的傳感器支架通過螺釘固定在底板上，并保持位移傳感器的觸頭與驅動器的輸出桿為接觸狀態(tài)；
[0014]所述的穩(wěn)壓電源通過第七導線、第八導線與位移傳感器相連，同時又通過第五導線、第六導線與信號放大器相連，負責為位移傳感器和信號放大器提供電源；
[0015]所述的數(shù)據(jù)采集卡通過第三導線、第四導線與信號放大器相連，負責采集經(jīng)信號放大器放大的位移信號，同時又通過數(shù)據(jù)線與計算機相連，負責傳遞位移信號到計算機中；
[0016]所述的信號放大器通過第九導線、第十導線與位移傳感器相連，負責對位移傳感器采集的信號進行放大處理；
[0017]所述的水箱、水栗、進水管與出水管組成水冷卻循環(huán)系統(tǒng)，負責為驅動器中的超磁致伸縮棒材進行降溫處理；
[0018]所述的溫度顯示儀通過第十一導線、第十二導線與驅動器內(nèi)部的溫度傳感器相連，負責顯示超磁致伸縮棒材的溫度值；
[0019]所述的驅動器包括預緊螺釘、后端蓋、后墊片、外套筒、超磁致伸縮棒材、線圈骨架、前端蓋、碟簧、輸出桿、前墊片、電磁線圈和溫度傳感器；
[0020]所述的后端蓋上設有穿線槽一，方便進水管、電磁線圈導線、溫度傳感器導線進入；
[0021]所述的后墊片上設有穿線槽二，方便進水管和溫度傳感器導線進入；
[0022]所述的前墊片上設有穿線槽三，方便出水管伸出；
[0023]所述的前端蓋上設有穿線槽四，方便出水管伸出；
[0024]所述的輸出桿上設有穿線槽五，方便出水管伸出，端面中心部分設有螺紋孔，方便與外部負載連接，同時也方便與位移傳感器接觸。
[0025]本實用新型采用上述技術方案，能夠精確測得超磁致伸縮棒材在恒定溫度、不同偏置磁場、不同預緊力作用下的磁滯回線，滿足不同工況下的使用要求，為高性能的超磁致伸縮材料器件的開發(fā)提供了保障。
【附圖說明】

[0026]圖1為本實用新型的測量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置的整體結構示意圖；
[0027]圖2為本實用新型的測量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅動器結構示意圖；
[0028]圖3為本實用新型的測量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅動器中后端蓋結構示意圖；
[0029]圖4為本實用新型的測量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅動器中后墊片結構示意圖；
[0030]圖5為本實用新型的測量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅動器中前墊片結構示意圖；
[0031]圖6為本實用新型的測量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅動器中前端蓋結構示意圖；
[0032]圖7為本實用新型的測量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅動器中輸出桿結構示意圖。
[0033]圖中1.高精度電源;2.第一導線;3.第二導線;4.驅動器;5.位移傳感器;6傳感器支架;7.安裝螺母;8.螺釘;9.計算機;10.數(shù)據(jù)線；11.數(shù)據(jù)采集卡；12.第三導線；13.第四導線；14.信號放大器;15.第五導線；16.第六導線；17.穩(wěn)壓電源；18.第七導線；19.第八導線；20.第九導線；21.第十導線;22.底板;23.水箱;24.水栗;25.出水管;26.進水管;27.底座；28.第十一導線；29.第十二導線；30.溫度顯示儀;31.第十三導線；32.第十四導線；401.預緊螺釘;402.后端蓋;403.后墊片;404.外套筒;405.超磁致伸縮棒材;406.線圈骨架;407.前端蓋;408.碟簧;409.輸出桿;410.前墊片;411.電磁線圈；412.溫度傳感器;4021.穿線槽一;4031.穿線槽二;4101.穿線槽三;4071.穿線槽四；4091.輸穿線槽五;4092.螺紋孔。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖對實用新型的技術方案進行詳細說明:
[0035]一種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置整體結構示意圖如圖1所示，包括高精度電源1、第一導線2、第二導線3、驅動器4、位移傳感器5、傳感器支架6、安裝螺母7、螺釘8、計算機9、數(shù)據(jù)線10、數(shù)據(jù)采集卡11、第三導線12、第四導線13、信號放大器14、第五導線15、第六導線16、穩(wěn)壓電源17、第七導線18、第八導線19、第九導線20、第十導線21、底板22、水箱23、水栗24、出水管25、進水管26、底座27、第^^一導線28、第十二導線29、溫度顯示儀30、第十三導線31和第十四導線32;
[0036]高精度電源I通過第一導線2、第二導線3、第十三導線31、第十四導線32與驅動器4相連，負責為驅動器4內(nèi)電磁線圈411提供電流信號；
[0037]第一導線2和第二導線3與高精度電源I的通道一相連;第十三導線31和第十四導線32與高精度電源I的通道二相連；
[0038]驅動器4固定在底座27中；
[0039]底座27固定在底板22上；
[0040]位移傳感器5通過安裝螺母7固定在傳感器支架6上；
[0041]傳感器支架6通過螺釘8固定在底板22上，并保持位移傳感器5的觸頭與驅動器4的輸出桿409為接觸狀態(tài)；
[0042]穩(wěn)壓電源17通過第七導線18、第八導線19與位移傳感器5相連，同時又通過第五導線15、第六導線16與信號放大器14相連，負責為位移傳感器和信號放大器提供電源；
[0043]數(shù)據(jù)采集卡11通過第三導線12、第四導線13與信號放大器14相連，負責采集經(jīng)信號放大器4放大的位移信號，同時又通過數(shù)據(jù)線10與計算機9相連，負責傳遞位移信號到計算機9中；
[0044]信號放大器14通過第九導線20、第十導線21與位移傳感器5相連，負責對位移傳感器5采集的信號進行放大處理；
[0045]所述的水箱23、水栗24、進水管26與出水管25組成水冷卻循環(huán)系統(tǒng)，負責為驅動器4中的超磁致伸縮棒材405進行降溫處理。
[0046]所述的溫度顯示儀30通過第十一導線28、第十二導線29與驅動器4內(nèi)部的溫度傳感器412相連，負責顯示超磁致伸縮棒材405的溫度值。
[0047]—種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅動器結構示意圖如圖2所示，包括預緊螺釘401、后端蓋402、后墊片403、外套筒404、超磁致伸縮棒材405、線圈骨架406、前端蓋407、碟簧408、輸出桿409、前墊片410、電磁線圈411和溫度傳感器412。
[0048]一種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置中驅動器中后端蓋結構示意圖如圖3所示，后端蓋402上設有穿線槽一4021，方便進水管26、電磁線圈411導線、溫度傳感器412導線進入。
[0049]—種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置中驅動器中后墊片結構示意圖如圖4所示，后墊片403上設有穿線槽二4031，方便進水管26和溫度傳感器412導線進入。
[0050]一種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置中驅動器中前墊片結構示意圖如圖5所示，前墊片410上設有穿線槽三4101，方便出水管25伸出。
[0051]一種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置中驅動器中前端蓋結構示意圖如圖6所示，前端蓋407上設有穿線槽四4071，方便出水管25伸出。
[0052]一種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置中驅動器中輸出桿結構示意圖如
[0053]圖7所示，輸出桿409上設有穿線槽五4091，方便出水管25伸出，端面中
[0054]心部分設有螺紋孔4092，方便與外部負載連接，同時也方便與位移傳感器5
[0055]接觸。
[0056]測量超磁致伸縮棒材磁滯回線時，裝置的操作步驟如下:
[0057]S1:設定高精度電源I通道一的輸出電流為Ip，在電磁線圈411內(nèi)產(chǎn)生相應的偏置磁場強度Hp，作為偏置磁場施加給超磁致伸縮棒材405 ；
[0058]S2:將位移傳感器5測量的數(shù)據(jù)清零，調(diào)節(jié)預緊螺釘401，觀察位移傳感器5測量的數(shù)據(jù)Xo，根據(jù)碟簧408的剛度系數(shù)K，計算出預緊力Fo = K*Xo;
[0059]S3:將位移傳感器5測量的數(shù)據(jù)清零，打開水栗24，使水冷卻循環(huán)系統(tǒng)正常工作；
[0060]S4:設定高精度電源I通道二的輸出電流為IqQ，在電磁線圈411內(nèi)產(chǎn)生相應的驅動磁場強度HqO，通過位移傳感器5測量此時的位移值Xq0;
[0061]S5:調(diào)節(jié)高精度電源I通道二的輸出電流為一系列值Iqi(0?Imax),在電磁線圈411內(nèi)產(chǎn)生一系列相應的驅動磁場強度Hql，通過位移傳感器5測量一系列的位移值Xql;
[0062]S6:調(diào)節(jié)高精度電源I通道二的輸出電流，使得位移傳感器5測量的位移值不再增大，此時的電流記為I.，在電磁線圈411內(nèi)產(chǎn)生相應的驅動磁場強度Hqmax，位移值記為Xqmax;
[0063]S7:通過繪制以Hqi為X軸，以Xqmax為Y軸的圖形曲線，即可獲得在恒定溫度，偏置磁場為Hp，預緊力為Fo作用下的超磁致伸縮棒材405的磁滯回線。
[0064]以上所述的技術方案僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置，其特征在于:包括高精度電源、第一導線、第二導線、驅動器、位移傳感器、傳感器支架、安裝螺母、螺釘、計算機、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)采集卡、第三導線、第四導線、信號放大器、第五導線、第六導線、穩(wěn)壓電源、第七導線、第八導線、第九導線、第十導線、底板、水箱、水栗、出水管、進水管、底座、第十一導線、第十二導線、溫度顯示儀、第十三導線和第十四導線； 所述的高精度電源通過第一導線、第二導線、第十三導線、第十四導線與驅動器相連，負責為驅動器內(nèi)電磁線圈提供電流信號； 所述的驅動器固定在底座中； 所述的底座固定在底板上； 所述的位移傳感器通過安裝螺母固定在傳感器支架上； 所述的傳感器支架通過螺釘固定在底板上，并保持位移傳感器的觸頭與驅動器的輸出桿為接觸狀態(tài)； 所述的穩(wěn)壓電源通過第七導線、第八導線與位移傳感器相連，同時又通過第五導線、第六導線與信號放大器相連，負責為位移傳感器和信號放大器提供電源； 所述的數(shù)據(jù)采集卡通過第三導線、第四導線與信號放大器相連，負責采集經(jīng)信號放大器放大的位移信號，同時又通過數(shù)據(jù)線與計算機相連，負責傳遞位移信號到計算機中； 所述的信號放大器通過第九導線、第十導線與位移傳感器相連，負責對位移傳感器采集的信號進行放大處理； 所述的水箱、水栗、進水管與出水管組成水冷卻循環(huán)系統(tǒng)，負責為驅動器中的超磁致伸縮棒材進行降溫處理； 所述的溫度顯示儀通過第十一導線、第十二導線與驅動器內(nèi)部的溫度傳感器相連，負責顯示超磁致伸縮棒材的溫度值。2.根據(jù)權利要求1所述的一種測量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置，其特征在于:所述的驅動器包括預緊螺釘、后端蓋、后墊片、外套筒、超磁致伸縮棒材、線圈骨架、前端蓋、碟簧、輸出桿、前墊片、電磁線圈和溫度傳感器； 所述的后端蓋上設有穿線槽一，方便進水管、電磁線圈導線、溫度傳感器導線進入； 所述的后墊片上設有穿線槽二，方便進水管和溫度傳感器導線進入； 所述的前墊片上設有穿線槽三，方便出水管伸出； 所述的前端蓋上設有穿線槽四，方便出水管伸出； 所述的輸出桿上設有穿線槽五，方便出水管伸出，端面中心部分設有螺紋孔，方便與外部負載連接，同時也方便與位移傳感器接觸。
【文檔編號】G01R33/14GK205691755SQ201620668568
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月27日 公開號201620668568.5, CN 201620668568, CN 205691755 U, CN 205691755U, CN-U-205691755, CN201620668568, CN201620668568.5, CN205691755 U, CN205691755U
【發(fā)明人】喻曹豐, 王傳禮, 冒鵬飛, 馬丁, 鐘長鳴, 許攀
【申請人】安徽理工大學